全球主要经济体氢能战略及项目布局特点分析

程诺，刘潇潇，曹勇

（中国石化集团经济技术研究院有限公司，北京100029）

碳中和目标约束下，全球能源转型进程持续加速，碳减排力度不断加大。氢能有利于实现工业、交通等难减排领域的深度脱碳，被视为未来可有效接替终端传统化石能源的战略性转型方向。近年来世界主要经济体积极推动氢能产业发展。在各国氢能战略统筹下国际能源公司顺应能源转型潮流，将氢能定位为能够与油气业务紧密结合、协同发展的主要能源品种，积极谋划发展氢能业务，低碳氢能项目动向不断。该文重点分析全球主要经济体氢能战略及氢能项目布局特点，并据此提出我国能源化工企业氢能业务发展的相关建议。

1 全球主要经济体氢能发展战略概述

总体而言，世界已发布氢能战略的国家可分为能源转型先行者、能源技术引领者、传统能源出口者和能源资源匮乏者四大类。不同经济体的能源资源禀赋、能源转型压力和国内市场空间存在差异，所发布的氢能战略重心及在全球市场的定位也有所不同。具体比较详见表1。

1.1 能源转型先行者：推动氢能发展，助力难减排行业脱碳

以德国等欧盟国家为代表的能源转型先行者将氢能产业视为重点行业深度脱碳的重要推动力，发展氢能产业以维护其绿色低碳环保形象，引领世界绿色化转型。欧盟一直积极应对气候变化、减少温室气体排放，减排目标相对激进——已就《欧洲气候法》达成临时协议，计划2030年温室气体净排放量较1990年至少减少55%，2050年实现净零排放。在其能源转型进程中，电力部门以可再生能源及天然气发电替代煤电率先脱碳，转型成效显著。随着进程推进，欧盟能源转型逐步步入深水区，即工业部门的深度脱碳。尤其在欧盟重塑工业竞争力的政策导向下，其深度脱碳对欧洲整体的能源转型至关重要[1]。氢能特别是低碳排氢能，可为钢铁、石化化工等难减排行业提供有效的碳中和解决方案，将成为工业部门深度脱碳的重要路径。

1.2 能源技术引领者：关注氢能技术研发，以驾驭产业未来主导权

以美国为代表的能源技术引领国秉承“实用主义”，更为关注氢能技术研发，以驾驭产业未来主导权，在“绿氢”规模化应用方面则较为审慎。对于氢能这一能源转型中的重要领域，美国始终重视相关技术的研发，以确保可驾驭产业未来主导权。美国能源部H2@Scale 计划近年来持续提供资金以支持氢能产业链关键技术研发、安全监管以及在 工业、交通领域的示范项目等[2-3]。但在制氢来源选择及规模化应用方面则坚持市场驱动，关注技术成熟度及经济性，在氢能不具备大规模商业化应用的条件下审慎推广，仅将其作为远期能源转型的储备力量[4]。

表1 世界主要经济体氢能战略影响因素

1.3 传统能源出口者：大力提升氢气生产能力，以维护其能源出口地位

以澳大利亚、俄罗斯、沙特为代表的传统油气出口国正积极致力于在碳中和时代成为低碳氢能的生产、出口大国，从而保障其在能源转型大背景下的出口核心国地位。为应对碳中和目标带来的能源转型加快及市场需求变化，各出口国也陆续制定了涵盖氢能生产和出口的产业扶持政策，以抢占新兴能源市场。

澳大利亚政府2019年发布《国家氢能战略》表示“力争到2030年成为全球氢能产业主要参与者”，近年来积极推动与日、韩等国的氢能贸易，以形成稳定的国际合作关系[4]。随着欧盟能源转型步伐加快及对氢能重视度提高，俄罗斯政府也相应加大对 氢能关注力度以适应欧盟能源需求变化，预计到本世纪中叶俄对欧出口的能源产品将逐步从油气转向低碳能源如氢能；其2020 年发布的《2035 年能源战略》明确提出了氢能出口目标：2024 年氢能出口量达20 万吨、2035 年至少达200 万吨。沙特阿拉伯虽暂未发布氢能战略，但在公开场合均表示 “致力于成为世界最大氢气出口国”，该国大型“绿氢”生产基地等项目也体现出计划抢占国际出口市场的意图。

1.4 能源资源匮乏者：积极开发海外氢能，以保障能源安全

以日本、韩国为代表的能源对外依存度较高的国家，发展氢能主要为保障本国能源安全。日本较早发布氢能发展路线图，但受制于其国内资源禀赋，可再生制氢条件有限，该国主要开拓海外资源。其战略特别强调要构建全球氢能供应链，着眼世界范围的低成本可再生能源以及褐煤等能源并结合CCS技术实现低碳制氢，并利用氢气液化技术实现远程海洋运输[5-6]。韩国积极发展氢能以保障能源安全，同时希望氢能产业能够成为未来经济发展新的增长极，致力于打造氢经济领先国家。

2 全球主要经济体氢能项目布局分析

在氢能战略指引下，各国能源企业积极谋划发展氢能业务，主要经济体项目布局特点鲜明，既反映了现阶段全球产业发展共同趋势，又折射出差异化的战略定位。

2.1 项目重心不同

欧洲重视“绿氢”的规模化发展。由于推进应对气候变化的目标高，碳减排压力大，可选路径有限，欧洲非常重视发展“绿氢”。德国氢能战略明确将“绿氢”作为未来发展重点，计划在2030年前将电解水制“绿氢”的产能提高至5 GW，2040 年前提高至10 GW。同时，欧盟企业积极利用北海风力资源，发展百万吨级“绿电”制氢大型项目。北海Nort H2“绿氢”、AquaVentus风电制氢两个“电氢”一体化项目均依托地理优势，利用海上风电制氢，预计2035-2040 年实现10 GW 以上风电制氢，最终“绿氢”年产能可达100 万吨[7]。氢能利用场景以工业领域为主且更加多元。如德国氢能最主要的应用领域是工业部门，但在交通等领域也有广泛应用。工业领域的应用重点是助力难减排行业实现碳中和，如冶金行业的氢气直接还原工艺，石化化工行业以“绿氢”“蓝氢”替代“灰氢”，形成工业生产“零碳排”新模式；而交通运输设备制造企业则依托产业优势积极研发氢燃料交通工具。

美国在产业低碳化方向上偏重发展“蓝氢”。由于天然气资源条件优越、成本低廉，加之CCUS技术规模化部署条件相对成熟，美国企业更青睐发展以天然气制氢配套CCUS获得“蓝氢”。如巴肯能源欲将Great Plains合成燃料厂收购后改造为美国最大的低成本“蓝氢”生产设施，预计年产能约31万吨[8]。

澳大利亚、沙特阿拉伯、俄罗斯均采取多种来源生产氢，但侧重点有所不同，应用领域更为关注氢储运及出口贸易。澳大利亚兼具较好的可再生能源和化石能源资源禀赋，其制氢来源可选项较多，首选光伏发电等可再生能源制氢，其次为化石能源制氢与CCS 技术结合；西澳大利亚正建设Western Green Energy Hub大型项目，近期目标配套50 GW的风电和光伏，远期目标形成超300 万吨/年绿氢产能。沙特阿拉伯以生产“蓝氢”为主，同时试水“绿氢”项目。其丰富的天然气储量以及原油开采过程中的大量伴生天然气均可用于制“蓝氢”；同时其太阳能资源禀赋较好，为“绿氢”生产提供有利条件。沙特于2020年投资建设太阳神绿色燃料项目，配有光伏、风电和储能系统，预计投产后氢气产量有望达到约24 万吨/年[9]。俄罗斯在氢能战略中倾向以“蓝氢”及“黄氢1世界核能协会将核能制氢称为“黄氢”（Yellow Hydrogen）或“粉氢”（Pink Hydrogen）。”发展氢能产业，而非“绿氢”。目前，俄罗斯天然气和国家原子能公司分别负责天然气重整+CCS制备“蓝氢”、天然气高温裂解制备“青氢2“青氢”即Turquoise Hydrogen。引自：Hydrogen： A Future Cornerstone of EU-Russia Energy Relations? | Institute for Advanced Sustainability Studies (iass-potsdam．de)即甲烷在高温无氧条件下裂解成为氢气和碳，不产生二氧化碳。”以及“黄氢”试点项目。应用领域更关注氢储运及出口贸易。澳大利亚和俄罗斯均将出口作为重要应用场景，以实现其打造全球氢气供应基地的战略目标；沙特虽未发布相关战略，但从项目动向看，也聚焦于氢气出口。相应地，为保障出口贸易，澳大利亚和俄罗斯着力构建完善的储运系统，澳政府支持启动了澳日间涵盖褐煤制氢、运输在内的氢能供应链项目（HESC）；俄计划依托天然气管网优势，采取天然气管网掺氢等方式建立氢气管网。

日本力推氢能在交通、居民和电力等部门的应用，以燃料电池开发为应用重点。交通方面，日本明确提出了2030年加氢站、燃料电池汽车等发展的量化目标，近年来燃料电池交通工具及配套加氢设施均发展迅速，截至2020年底在营加氢站数量位居全球首位。民用方面，日本家庭通过安装微型热电联供系统，以氢气为燃料供燃料电池发电，同时联产热能供应暖气和热水。韩国尤为重视氢能在交通领域的应用，计划到2040年氢燃料电池汽车累计产量增至620万辆。

2.2 项目特点鲜明

一是能源资源禀赋及产业定位分化使各经济体氢能项目发展趋势存在差异，同时氢能应用场景存不确定性，在氢能交通、氢能冶金和“绿氢炼化” 等新兴领域，全球氢能产业仍处于产业导入探索期，使得各经济体呈现差异化发展趋势。欧洲重视“绿氢”的规模化发展，积极推动工业部门减碳，力推“绿氢冶金”“绿氢炼化”重大项目，加快低碳转型步伐。美国致力于推动氢能与燃料电池领域关键核心技术的持续进步，在产业低碳化方向上偏重发展基于低成本天然气的“蓝氢”，在推动能源转型的同时降低转型成本。澳大利亚、沙特阿拉伯及俄罗斯均采取多种来源生产氢，聚焦于争夺国际氢能出口市场，兼顾国内能源供给转型。日、韩致力于抢占氢燃料电池汽车产业发展制高点，氢能交通发展速度较快。

二是“绿氢”被多数经济体视为远期氢能产业发展的核心，但现阶段“蓝氢”等低碳氢仍被视为扩大氢能产业规模，促进氢经济起步的有效工具。欧洲等可再生能源资源禀赋丰富的地区重视“绿氢”；而美国等化石能源资源禀赋丰富且CCUS技术领先的国家优先发展“蓝氢”。总体而言，受碳中和目标约束，多数经济体在氢能长期发展目标中将“绿氢”视为核心。详见表2。

表2 世界主要经济体氢能生产来源

三是工业和交通领域目前是氢能主要应用领域，但各经济体在细分领域各有侧重。在以工业为经济发展根基，且碳减排目标相对激进的地区如欧洲，高碳排工业园区的低碳转型是绿色氢能应用的重要方向[10]。各主要经济体均看重氢能在长途运输中的应用；但日本等亚洲国家在乘用车领域也赋予氢能重要地位。具体比较详见表3。

表3 世界主要经济体氢能应用场景

3 对我国企业氢能业务发展的启示建议

3.1 持续关注技术及产业发展和国家战略发布动向，动态完善公司顶层设计

近年来我国亦积极推动氢能产业示范运营，并开展商业化探索。2020年，《关于2019年国民经济和社会发展计划执行情况与2020年国民经济和社会发展计划草案的报告》提出“制定国家氢能产业发展战略规划”。能源局在关于政协十三届全国委员会第四次会议第0835号提案的答复中亦提及将“强化顶层设计，研究制定氢能产业发展规划”。预计国家氢能战略在“十四五”期间将颁布实施。

建议密切关注国家氢能战略发布动向，从更远考虑、更广范围统筹谋划和推进产业发展。强化行业战略与企业“双碳目标”的有机有效衔接，为氢能业务发展提供长效体制机制保障。特别要前瞻研究远期20-30年后氢能社会的应用场景、产业生态、市场规模、利用结构，提出企业切入的发展领域及路径方式，动态跟进分析发展环境，与时俱进地优化调整。

3.2 以技术为先，加大对氢能产业链前期开发投入

现阶段氢能在交通、冶金和“绿氢炼化”等新兴领域仍处于探索阶段，各经济体的发展路线有所差异。我国已逐步赋予氢能产业推动能源转型、保障能源安全、拉动经济增长的多重定位，预计未来应用场景也将多元化发展。建议围绕“制储运用”全产业链，从工业、交通、建筑和电力等应用场景全面考虑发展路径和业务布局，畅通“蓝氢”、“绿氢” 业务链。

加大对氢能产业链前期开发科技投入。尤其是氢气制备、检测和储运等环节关键技术，电解水制氢、燃料电池和储氢瓶等环节关键材料以及氢气加注和安全等环节关键设备，打通关键堵点。借鉴欧洲、日本等经济体氢能战略中以产业联盟推动科技创新和大型商业项目开发的模式，石化企业可联合油气、煤炭、新能源发电、氢能汽车制造、天然气管网等行业领先企业，着重考虑推进“油电联盟”，打破行业壁垒，加强系统化部署能力。

3.3 前瞻布局国际开放合作，建立完善国际国内氢能生态圈

目前全球氢能市场仍处于导入期，亟需资源国、技术持有国和消费国协作培育开发国际市场，先导国家整合氢链“研产学用金”各方力量并实施扶持政策攻克关键瓶颈，合力贯通“绿电-绿氢-储运-新应用”等关键产业链，共同推动氢能产业逐步减少补贴依赖，步入更多依靠内生力量实现健康发展的可持续成长期。此背景下国际合作逐步开启，如澳大利亚已与日韩建立氢气贸易关系。建议有关企业结合业务基础及未来应用场景，综合考虑地缘政治、合作关系等因素，前瞻性布局国际合作，紧跟发展大势，提升产业链协同发展和重点环节布局能力，争取国际氢能市场话语权乃至引领权，共建氢能生态圈。